JP7170178B2

JP7170178B2 - 洗濯機

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Publication number: JP7170178B2
Application number: JP2019001535A
Authority: JP
Inventors: 裕智藤岡; 禎士上瀧
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2022-11-14
Anticipated expiration: 2039-01-09
Also published as: JP2020110244A

Description

本発明は、運転中に蓋をロックする洗濯機に関する。

従来、この種の洗濯機は、ブレーキ行程において、安全のために、ブレーキがかかってモータが所定回転数以下になってから一定時間後に、蓋のロックを解除する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１３は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の縦断面図、図１４は、同洗濯機の脱水制御フローチャートである。

図１３において、外箱６１の内部には水槽６２が防振機構６３によって吊り下げて支持されており、水槽６２の内部に衣類を収容するための洗濯兼脱水槽６４が設けられている。また、水槽６２の下部にはモータ６７が設けられ、モータ６７の筐体の内側にはモータ６７の回転数を計測するホールセンサ８５が内蔵されている。

脱水行程時には排水モータ８７をオンすることでブレーキ機構８４は開放状態となり、クラッチ７２によって洗濯兼脱水槽６４と攪拌翼６５とが回転し、洗い行程時またはすすぎ行程時には排水モータ８７をオフすることでブレーキ機構８４は作動状態となり、クラッチ７２および減速機構６８によって攪拌翼６５のみが回転するようになっている。

蓋ロック機構８２は、蓋７６をロックするための機構であり、蓋ロックソレノイドと、蓋７６の開閉状態を検知する蓋スイッチとを内蔵している。

図１４において、脱水行程にて脱水を一時停止すると（ステップＳ１００のＹＥＳ）、排水モータ８７の電源をＯＦＦにする（ステップＳ１０２）。これにより、ブレーキ機構８４が作動する。ブレーキ機構８４が作動すると、クラッチ７２は、モータ６７の回転が攪拌翼６５にのみ伝わるよう動作する。この動作によって、洗濯兼脱水槽６４と攪拌翼６５との接続が切離された状態となる。

洗濯兼脱水槽６４の制動が開始されてから１５秒が経過すると（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、排水モータ８７の電源をオンにする（ステップＳ１０６）。これにより、ブレーキ機構８４は開放状態となり、排水弁７３は開く。そして、クラッチ７２は、洗濯兼脱水槽６４と攪拌翼６５との回転がモータ６７に伝わるように動作し、モータ６７は回転する。

そして、クラッチ７２が動作してから１０秒が経過して（ステップＳ１０８のＹＥＳ）、モータ６７の回転数が１０ｒｐｍ以下になると（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、排水モータ８７の電源をＯＦＦにして（ステップＳ１１２）、蓋７６のロックが解除される（ステップＳ１１４）。

特開２００７－３１９２５１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、１つのホールセンサのエッジ幅（ホールセンサが信号の切り替わりを検出した時間間隔）から回転数を演算していた。モータ回転の停止直前は回転数が徐々に減少するため、エッジ幅が長くなるとともに更新間隔も遅くなる。

前記従来の構成では、適切な更新が行われる最小の回転数（特許文献１の場合、１０ｒ／ｍｉｎ）になってから、回転が停止すると推定される所定時間が経過した後、蓋ロックを解除していた。従って、洗濯兼脱水槽内の洗濯物が重い場合には、推定される所定時間よりも回転停止までの時間が長くなるため、回転が停止する前にロックが解除されるという課題があった。一方、洗濯物が軽い場合には、推定される所定時間よりも回転停止までの時間が短くなるため、回転が既に停止しているにもかかわらず、蓋ロックが解除されるまで長時間待たなければならないという課題があった。

本開示は、ロック解除を長い時間待つことなく、安全に洗濯物の出し入れすることが可能な洗濯機を提供する。

上記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯機外枠内に弾性支持された水受け槽と、前記水受け槽内に回転自在に配設された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽の開口を覆う蓋と、前記洗濯兼脱水槽を駆動するモータと、前記モータのロータ回転位置を３つのホールセンサから検知する回転位置検出手段と、前記洗濯兼脱水槽の回転にブレーキをかけるブレーキ手段と、前記蓋を閉状態にてロックする蓋ロック手段と、前記モータ、前記ブレーキ手段、蓋ロック手段を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する制御手段と、を備える。前記制御手段は、ブレーキ制御中において、前記回転位
置検出手段が検知する３つのホールセンサのエッジ間隔から前記モータの現在回転数を演算して、第１の所定回転数から第２の所定回転数に下がるまでの時間から減速加速度を演算し、前記減速加速度と検知可能な所定の回転数である最低検知回転数とから前記モータが停止するまでの時間である推定停止時間を推定し、前記最低検知回転数に到達後、前記推定停止時間および所定の待ち時間経過後に、前記蓋のロックを解除する。

本発明の洗濯機は、洗濯兼脱水槽回転停止後、すぐに蓋ロックを解除することができるので、蓋ロック解除を長い時間待つことなく、安全に洗濯物の出し入れすることができる。

本発明の第１の実施の形態における洗濯機の断面図同洗濯機の制御ブロック回路図同洗濯機の脱水時の動作フローチャート同洗濯機のブレーキ時の回転位置検出手段のタイミングチャート本発明の第２の実施の形態における洗濯機の脱水時の動作フローチャート同洗濯機のブレーキ時の回転位置検出手段のタイミングチャート本発明の第３の実施の形態における洗濯機の脱水時の動作フローチャート同洗濯機のブレーキ時の回転位置検出手段のタイミングチャート同洗濯機のブレーキ時の回転数と蓋ロック解除のタイミングを示すグラフ本発明の第４の実施の形態における洗濯機の制御手段のベクトル制御についてのブロック図同洗濯機の脱水時の動作フローチャート同洗濯機の脱水ブレーキ制御サブルーチンの動作フローチャート従来の洗濯機の縦断面図同洗濯機の脱水制御フローチャート

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によ
って本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の縦断面図、図２は、同洗濯機の制御ブロック回路図である。

図１において、洗濯機外枠９内には水受け槽３が弾性支持されている。水受け槽３内には、洗濯兼脱水槽２が脱水回転自在に配設されている。洗濯兼脱水槽２の内底部には、衣類攪拌用パルセータ１を左右回転自在に配している。

水受け槽３の外底部にはモータ４を配設している。モータ４の回転は、ベルト５および減速機構兼クラッチ（以下、クラッチという）６を介して、パルセータ１または洗濯兼脱水槽２を回転駆動させたり、ブレーキさせたりする。本実施の形態では、ブレーキ方法として、モータ４に逆トルクがかかるように制御する方法のほか、ギヤードモータ７を作動させ、ブレーキベルト８を回転部に接触させることで機械的に洗濯兼脱水槽２を制動させる方法を用いている。

洗濯機外枠９上方に配したパネル部１０の上面には開閉自在に蓋１１を構成し、パネルの前方内方には、洗濯機行程全般を制御すると共に、使用者が所望の洗濯コース設定や運転開始、一時停止などを操作する入力設定手段２９（図２参照）や、ＬＥＤやＬＣＤ等による発光素子にて行程進捗の表示や各種情報の表示を行う表示手段１２を有する制御装置１３を配設している。

蓋１１の前端部には磁石１４を設け、パネル部１０に取り付けた感磁素子１５に相対するように配置している。感磁素子１５は、ホールＩＣなどで構成し、蓋１１に設けた磁石１４の磁力線により蓋１１の開閉を検知するもので、感磁素子１５と磁石１４とで、蓋開閉検知手段１６として機能している。

また、蓋１１は、前端部にリング形状をしたロック部１７を有しており、蓋１１が閉じた状態でリング形状のロック部１７にロックピン１８をはめ込む蓋ロック手段１９を構成し、蓋１１を閉じた状態に拘束できるようになっている。

また、蓋ロック手段１９は、ソレノイド（図示せず）とハートカム（図示せず）などで構成されており、通電する毎に、蓋ロックとロック解除を切り替えることができ、通電を切ってもその時点の状態を維持することができる。

図２において、制御装置１３は、モータ４、排水弁２０、給水弁２１などの動作を制御し、洗い、すすぎ、脱水などの一連の行程を逐次制御するマイクロコンピュータからなる制御手段２８等で構成している。

制御手段２８は、入力設定手段２９からの情報を基に、表示手段１２により行程進捗や各種情報を使用者に知らせる。

そして、入力設定手段２９により運転開始が設定されると、水位検知手段３０、蓋開閉検知手段１６等からのデータを入力して、スイッチング制御手段３１、およびスイッチング手段２２を介して、ギヤードモータ７、蓋ロック手段１９、給水弁２０、排水弁２１などの動作を制御して洗濯運転を行う。このとき、制御手段２８は、モータ４のロータの位置を検出する回転位置検出手段２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）からの情報に基づいて、モータ電圧制御手段３２を介してインバータ回路２４を制御することによりモータ４を回転制御するようにしている。

モータ４は、直流ブラシレスモータで、三相巻線を有するステータ（図示せず）と、リング上に２極の永久磁石を配設しているロータ（図示せず）とで構成し、ステータは三相巻線を構成する第１の巻線４ａ（Ｕ相）、第２の巻線４ｂ（Ｖ相）、第３の巻線４ｃ（Ｗ相）のスロットを設けた鉄心に巻き付けて構成している。

インバータ回路２４は、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）と逆導通ダイオードの並列回路からなるスイッチング素子（スイッチング手段）で構成している。第１のスイッチング素子２４ａと第２のスイッチング素子２４ｂの直列回路と、第３のスイッチング素子２４ｃと第４のスイッチング素子２４ｄの直列回路と、第５のスイッチング素子２４ｅと第６のスイッチング素子２４ｆの直列回路で構成し、各スイッチング素子の直列回路は並列接続している。

ここで、スイッチング素子の直列回路の両端は入力端子で、直流電源を接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子の接続点に、それぞれ出力端子を接続している。出力端子は、三相巻線のＵ相端子、Ｖ相端子、Ｗ相端子に接続し、スイッチング素子の直列回路を構成する２つのスイッチング素子のオン・オフの組合せにより、Ｕ相端子、Ｖ相端子、Ｗ相端子をそれぞれ正電圧、零電圧、解放の３状態にする。

スイッチング素子のオン・オフは、ホールセンサ２３ａ、ホールセンサ２３ｂ、ホールセンサ２３ｃ（ホールＩＣ）からなる回転位置検出手段２３からの情報に基づいて、制御手段２８により制御される。ホールセンサ２３ａ、ホールセンサ２３ｂ、ホールセンサ２３ｃにより、回転位置検出手段２３が構成されている。

ホールセンサ２３ａ、ホールセンサ２３ｂ、ホールセンサ２３ｃは、電気角で１２０度の間隔でロータが有する永久磁石に対向するように、ステータに配設されている。ロータが１回転する間に、ホールセンサ２３ａ、ホールセンサ２３ｂ、ホールセンサ２３ｃは、それぞれ電気角で１２０度の間隔でパルスを出力する。

制御手段２８は、ホールセンサ２３ａ、ホールセンサ２３ｂ、ホールセンサ２３ｃのいずれかの信号の状態が変わったときを検知し、回転位置検出手段２３（ホールセンサ２３ａ、ホールセンサ２３ｂ、ホールセンサ２３ｃ）の信号を基に、モータ電圧制御手段３２によりスイッチング素子２４ａ～２４ｆのオン・オフ状態を変えていくことで、Ｕ端子、Ｖ端子、Ｗ端子を正電圧、零電圧、解放の３状態にし、ステータの第１の巻線５ａ、第２の巻線５ｂ、第３の巻線５ｃに通電して磁界を作り、ロータを回転させるよう構成している。

また、スイッチング素子２４ａ、２４ｃ、２４ｅはそれぞれパルス幅変調（ＰＷＭ）制御され、例えば、繰り返し周波数１０ｋＨｚでハイ、ローの通電比を制御することで、ロータの回転数を制御するようにしてあり、制御手段２８は、回転位置検出手段２３（ホールセンサ２３ａ、ホールセンサ２３ｂ、ホールセンサ２３ｃ）のいずれかの信号の状態が変わるたびにその周期を検出し、その周期よりロータの回転数を算出して、設定回転数になるようにスイッチング素子２４ａ～２４ｆをＰＷＭ制御する。

加速時は回転方向にトルクを持つように、ブレーキ時は回転方向と逆の方向にトルクを持つように、スイッチング素子２４ａ～２４ｆをＰＷＭ制御している。これにより、加速とブレーキを自在に制御できるようにしている。

商用電源２５は、ダイオードブリッジ２６ａ、平滑用コンデンサ２６ｂ、２６ｃからなる直流電源変換装置２６を介して、インバータ回路２４に接続している。

また、電流検知手段２７は、モータ４に流れる相電流（Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ，Ｗ相電流Ｉｗ）を検知するもので、ホール素子を使った電流検知や抵抗による電流検知などがある。

図３は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の脱水時の動作フローチャート、図４は、同洗濯機の回転位置検出手段のタイミングチャートである。

図３、図４において、制御手段２８は、脱水運転が開始（ステップＳ１０１）された場合、蓋開閉検知手段１６によって、蓋１１の開閉を検知し（ステップＳ１０２）、閉じるまで待機の制御をする。蓋１１が蓋開閉検知手段１６により閉状態であることを検知すると（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、蓋ロック手段１９を駆動して、蓋１１が開かないように閉状態にロックし（ステップＳ１０３）、脱水行程がスタートして洗濯兼脱水槽２が回転する（ステップＳ１０４）。

次に、ステップＳ１０５で、洗濯兼脱水槽２の回転が何らかの理由（例えば、行程終了、一時停止、停電などの異常）でブレーキされると、モータ４に逆トルクをかける、またはギヤードモータ７を制御させてブレーキベルト８をブレーキドラム（図示せず）に接触させるブレーキ制御を行う。

ステップＳ１０６にて、ブレーキ制御中、図４のように、所定時間（例えば、０．９秒）の間の回転位置検出手段２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）のエッジ数が２未満になるのを待って、２未満になったら（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、蓋ロック解除待ちに移行し（ステップＳ１０７）、所定時間（例えば、０．３秒）経過したら（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、蓋ロック手段１９を駆動して閉状態のロックを解除する（ステップＳ１０８）。これにより、脱水が終了したら、直ちに洗濯兼脱水槽２内の洗濯物を取り出すことができる。

以上のように、本実施の形態１における洗濯機は、洗濯機外枠９内に弾性支持された水受け槽３と、水受け槽３内に回転自在に配設された洗濯兼脱水槽２と、洗濯兼脱水槽２の開口を覆う蓋１１と、洗濯兼脱水槽２を駆動するモータ４と、モータ４のロータ回転位置を３つのホールセンサ２３ａ、ホールセンサ２３ｂ、ホールセンサ２３ｃから検知する回転位置検出手段２３と、洗濯兼脱水槽２の回転にブレーキをかけるギヤードモータ７及びブレーキベルト８と、蓋１１を閉状態にてロックする蓋ロック手段１９と、モータ４、ギヤードモータ７及びブレーキベルト８、蓋ロック手段１９などを制御し、洗い、すすぎ、脱水などの一連の行程を逐次制御する制御装置１３とを備える。制御装置１３は、ブレーキ制御中において、ホールセンサ２３ａ、ホールセンサ２３ｂ、ホールセンサ２３ｃのエッジ数が、第１の所定時間内に２未満になった後、第２の所定時間経過後に蓋１１のロックを解除する。

これにより、洗濯兼脱水槽２の回転停止後、すぐに蓋ロックを解除させ、蓋ロック解除を長い時間待つことなく、安全に洗濯物の出し入れすることができる。また、蓋ロック解除の基準を、エッジ幅ではなく所定時間内におけるエッジ数とすることで、より短い間隔で蓋ロック解除を判断できる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における洗濯機の脱水時の動作フローチャート、図６は、同洗濯機のブレーキ時の回転位置検出手段のタイミングチャートである。

なお、洗濯機の構成は実施の形態１と同じであり、また、図５のステップＳ１０１～Ｓ
１０５、および、ステップＳ１０８は、図３の実施の形態１と同じであり、説明を省略する。

図５、図６において、ステップＳ１０５でブレーキ制御を行うと、ステップＳ２０６のブレーキ制御中、図６のように、回転位置検出手段２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）のエッジ数間隔が所定時間（例えば、０．９秒）を超えるのを待って、超えたら（ステップＳ２０６のＹｅｓ）、蓋ロック解除待ちに移行し（ステップＳ２０７）、所定時間（例えば、０．３秒）経過したら（ステップＳ２０７のＹｅｓ）、蓋ロック手段１９を駆動して、閉状態のロックを解除する（ステップＳ１０８）。これにより、脱水が終了したら、直ちに洗濯兼脱水槽２内の洗濯物を取り出すことができる。

以上のように、本実施の形態２においては、脱水行程のブレーキ制御中において、回転位置検出手段２３が検知する３つのホールセンサ２３ａ、ホールセンサ２３ｂ、ホールセンサ２３ｃのエッジ間隔が、第３の所定時間未満になってから、第４の所定時間経過後に蓋１１のロックを解除する構成とする。

これにより、洗濯兼脱水槽２の回転停止後、すぐに蓋ロックを解除させ、蓋ロック解除を長い時間待つことなく、安全に洗濯物の出し入れすることができる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の第３の実施の形態における洗濯機の脱水時の動作フローチャート、図８は、同洗濯機のブレーキ時の回転位置検出手段のタイミングチャート、図９は、同洗濯機のブレーキ時の回転数と蓋ロック解除のタイミングを示すグラフである。

なお、洗濯機の構成は実施の形態１と同じであり、また、図７のステップＳ１０１～Ｓ１０５、および、ステップＳ１０８は、図３の実施の形態１と同じであり、説明を省略する。

図７、図８、図９において、ステップＳ１０５でブレーキ制御を行うと、ステップＳ３０６のブレーキ制御中、図８のように、回転位置検出手段２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）のエッジ毎にモータ４の現在回転数を演算する。例えば、２極モータでエッジ間隔（電気角６０°相当）が０．２秒の場合、５０ｒ／ｍｉｎのモータ回転数が計算できる。ここで、電気角６０°相当のエッジ間隔Ｘ（秒）、モータ極数Ｙ（極）とすると、モータ回転数Ｒ（ｒ／ｍｉｎ）は、式（１）で算出できる。

Ｒ＝５×Ｙ÷Ｘ・・・（１）
図９のように、この式（１）を用いて、所定回転数Ｒ１（例えば、１００ｒ／ｍｉｎ）から所定回転数Ｒ２（例えば、２０ｒ／ｍｉｎ）に変化するまでの時間Ｔ（秒）を測定する。

次に、ステップＳ３０７で、モータ４の回転数が最低検知回転数Ｒｍｉｎ（例えば、１１．１ｒ／ｍｉｎ）以下になるのを待ち、最低検知回転数Ｒｍｉｎ以下になったら（ステップＳ３０７のＹｅｓ）、最低検知回転数Ｒｍｉｎからの推定停止時間Ｔｅｔ（秒）を式（２）で算出する。

Ｔｅｔ＝Ｒｍｉｎ÷（Ｒ１－Ｒ２）×Ｔ・・・（２）
この最低検知回転数Ｒｍｉｎは、低い回転数が望ましいが、回転数が低い場合や極数が小さい場合は、図９のように、検知するエッジ間隔が増えて、回転数検知までの時間が長くなるため、これらを考慮した適切な回転数に設定する。

続いて、ステップＳ３０８で、最低検知回転数Ｒｍｉｎ以下になってから推定停止時間Ｔｅｔ（秒）と待ち時間Ｔｄｌ（秒）（例えば、０．１ｓ）経過するのを待ち、経過したら（ステップＳ３０８のＹｅｓ）、蓋ロック手段１９を駆動して、閉状態のロックを解除する（ステップＳ１０８）。これにより、脱水が終了したら、直ちに洗濯兼脱水槽２内の洗濯物を取り出すことができる。

なお、最小限の待ち時間Ｔｄｌを設けたのは、推定停止時間Ｔｅｔのみの場合では、回転数の減速率が変わると、洗濯兼脱水槽２の停止前に蓋ロックが解除される恐れがあるためである。

以上のように、本実施の形態３においては、脱水行程のブレーキ制御中において、回転位置検出手段２３が検知する３つのホールセンサ２３ａ、ホールセンサ２３ｂ、ホールセンサ２３ｃのエッジ間隔からモータ４の現在回転数を演算して、第１の所定回転数から第２の所定回転数に下がるまでの時間から減速加速度を演算し、最低検知回転数に到達してから回転数が停止するまでの推定停止時間を推定し、その推定停止時間到達後から所定の待ち時間が経過後に、蓋１１のロックを解除する構成とする。

（実施の形態４）
図１０は、第４の実施の形態における洗濯機の制御手段のベクトル制御についてのブロック図、図１１は、同洗濯機の脱水時の動作フローチャート、図１２は、同洗濯機の脱水ブレーキ制御サブルーチンの動作フローチャートである。

なお、洗濯機の構成は実施の形態１と同じであり、また、図１１のステップＳ１０１～Ｓ１０４、および、ステップＳ１０８は、図３の実施の形態１と同じ、ステップＳ３０６～Ｓ３０８は、図７の実施の形態３と同じであり、説明を省略する。

図１０において、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗと、回転位置検出手段２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）のエッジ幅から演算されたモータ４の回転位相θから、三相二相変換して、モータ４の電流をトルク成分であるｑ軸電流Ｉｑと磁束成分であるｄ軸電流Ｉｄという直交する２つの電流に変換する。

モータ４のトルクＴは式（３）で表されることから、ＩｑとＩｄを制御すれば、モータ４のトルクＴを制御可能である。

Ｔ＝Ｐ／２×（ψａ・Ｉｑ＋（Ｌｄ－Ｌｑ）ＩｑＩｄ）・・・（３）
尚、Ｐはモータ４の極数、ψａは磁石による鎖交磁束、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑはｑ軸インダクタンスを示す。式（３）におけるψａ・Ｉｑはマグネットトルクを表しておりモータが発生するトルクの主成分で、（Ｌｄ－Ｌｑ）ＩｑＩｄはリランクタンストルクを表しており、回転位相によって変動する。このことから、Ｉｄ＝０とし、式（４）のように、Ｉｑのみでモータ４のトルクＴを制御する。

Ｔ＝Ｐ／２×ψａ・Ｉｑ・・・（４）
図１０に戻り、回転位置検出手段２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）のエッジ幅から演算された角速度ωと、洗濯機のシーケンス部から送られた指令回転数から演算された指令角速度ω＊を比較して、速度ループの比例ゲインＰ、積分ゲインＩなどを適切に設定することで、モータ４の角速度ωを制御する。

この速度ループの演算結果の指令Ｉｑ＊とＩｑ、および指令Ｉｄ＊＝０とＩｄを比較して、電流マイナーループの比例ゲインＰ、積分ゲインＩなどを適切に設定することで、モータ４のｑ軸電流Ｉｑ、ｄ軸電流Ｉｄを制御する。

この電流マイナーループの演算結果の指令Ｖｑ＊と指令Ｖｄ＊と、モータ４の回転位相θを用いて、二相三相変換して、印加電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換し、ＰＷＭインバータでモータ４に三相電圧を印加して、モータ４の回転数を制御している。

図１１、図１２において、ステップＳ１０４で脱水行程がスタートして洗濯兼脱水槽２が回転を始め、脱水が進んでいくが、ステップＳ４０５で、洗濯兼脱水槽２の回転が何らかの理由（例えば、行程終了、一時停止、停電などの異常）でブレーキされると、脱水ブレーキ制御サブルーチン（図１２）に移行し、ブレーキ制御を行う。

ステップＳ５０１で脱水ブレーキ制御のサブルーチンを開始し、ステップＳ５０２で洗濯機のシーケンス部から送られる減速加速度が一定、つまり一定の割合で減り続ける指令回転数から指令角速度ω＊を演算する。

ステップＳ５０３で回転位置検出手段２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）のエッジ幅から角速度ωを演算し、ステップＳ５０４で角速度ωが指令角速度ω＊より大きいかを確認する。

角速度ωが指令角速度ω＊より大きいなら（ステップＳ５０４のＹＥＳ）、ブレーキ制御による減速が足りていないので、ステップＳ５０５で指令Ｉｑ＊を減らし、ブレーキ方向に働くトルクを増やす。

角速度ωが指令角速度ω＊より小さいなら（ステップＳ５０４のＮＯ）、ブレーキ制御により減速し過ぎているので、ステップＳ５０６で指令Ｉｑ＊を増やし、ブレーキ方向に働くトルクを減らす。

このステップＳ５０３～５０６の速度ループ部を一定周期毎（例えば、１０ｍｓ毎）に繰返す。

ステップＳ５０７で、電流検知手段２７により検知した相電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）と回転位置検出手段２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）のエッジ幅から演算された回転位相θから、三相二相変換して、ｑ軸電流Ｉｑを演算する。そして、ステップＳ５０８でＩｑが指令Ｉｑ＊より大きいかを確認する。

ｑ軸電流Ｉｑが指令Ｉｑ＊より大きいなら（ステップＳ５０８のＹＥＳ）、ステップＳ５０９で指令Ｖｑ＊を減らし、ｑ軸電流Ｉｑが指令Ｉｑ＊より小さいなら（ステップＳ５０８のＮＯ）、ステップＳ５１０で指令Ｖｑ＊を増やす。

ｄ軸電流Ｉｄも同様に、ステップＳ５１１で、電流検知手段２７により検知した相電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）と回転位置検出手段２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）のエッジ幅から演算された回転位相θから、三相二相変換して、ｄ軸電流Ｉｄを演算する。ステップＳ５１２でＩｄが指令Ｉｄ＊より大きいかを確認する。

ｄ軸電流Ｉｄが指令Ｉｄ＊より大きいなら（ステップＳ５１２のＹＥＳ）、ステップＳ５１３で指令Ｖｄ＊を減らし、ｄ軸電流Ｉｄが指令Ｉｄ＊より小さいなら（ステップＳ５１２のＮＯ）、ステップＳ５１４で指令Ｖｄ＊を増やす。

続いて、ステップＳ５１５で、この指令Ｖｑ＊と指令Ｖｄ＊と、回転位置検出手段２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）のエッジ幅から演算された回転位相θを用いて、二相三相変換し、印加電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを演算し、ステップＳ５１６でモータ４に電圧印加する。

この（テップＳ５０７～５１６の電流マイナーループ部を、速度ループ部より速い一定周期毎（例えば、０．１ｍｓ毎）に繰返す。

最後に、ステップＳ５１７でサブルーチンをリターンする。

ステップＳ５０４～５１４で、ω、Ｉｑ、Ｉｄを指令と比較して、指令Ｉｑ＊、指令Ｖｑ、指令Ｖｄを出力する比較による制御をしているが、変動要素が大きく制御が安定しないので、平均化などの積分要素を加えたＰＩ制御を行う。

Ｓ４０５にて、図１２のサブルーチンを実行した後、図１１に戻ると、Ｓ３０６、Ｓ３０７、Ｓ３０８と進み、推定停止時間Ｔｅｔ（秒）と待ち時間Ｔｄｌ（秒）（例えば、０．１ｓ）が経過したら（Ｓ３０８のＹｅｓ）、蓋ロック手段１９を駆動して、閉状態のロックを解除する（ステップＳ１０８）。これにより、脱水が終了したら、直ちに洗濯兼脱水槽２内の洗濯物を取り出すことができる。

なお、本実施の形態４では、ブレーキ制御方法としてベクトル制御を例にとって説明しているが、モータ電圧と電圧位相を制御するＶＦ制御にて、洗濯兼脱水槽２停止直後に蓋ロックを解除させ、ロック解除を長い時間待つことなく安全に洗濯物の出し入れをしてもとよい。

以上のように、本実施の形態４においては、脱水行程のブレーキ制御中において、モータ４に減速トルクを発生させることでモータ４を減速させ、モータ４の減速加速度が一定になるようにモータトルクを制御する構成とする。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１～４を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されない。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１～４では、洗濯機の一例として縦型洗濯機を説明した。洗濯機は、衣類を洗濯できればよいので、縦型洗濯機に限定されず、ドラム式洗濯機であってもよいし二槽式洗濯機であってもよい。

また、実施の形態１では、第１の所定時間である所定時間（例えば、０．９秒）の間の回転位置検出手段２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）のエッジ数が２未満になるのを待って、所定時間（例えば、０．３秒）経過したら（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、蓋ロック手段１９を駆動して閉状態のロックを解除していた。実施の形態１は、エッジ数が、第１の所定時間内に２未満になった後、蓋のロックを解除すればよい。従って、エッジ数が２未満になってからの所定時間は限定されず、直ちにロックを解除しても構わないし、０．３秒より長い時間としてもよい。

また、実施の形態１～４では、ブレーキの一例として脱水ブレーキを説明したが、ブレーキは攪拌ブレーキであってもよい。

また、実施の形態１～４では、ベルトにより駆動するベルト駆動方式の洗濯機を例にとって説明したが、洗濯槽とモータが同軸となるダイレクトドライブ方式の洗濯機であってもよい。

また、実施の形態１～４では、モータの一例としてＤＣブラシレスモータで構成した例を説明したが、モータの位置検出を行うものであれば、ＤＣモータやインダクションモータなどであってもよい。

本発明にかかる洗濯機は、運転中に蓋をロックする洗濯機に適用可能である。従って、縦型洗濯機、ドラム式洗濯機、二槽式洗濯機、等に適用可能である。

２洗濯兼脱水槽
３水受け槽
４モータ
７ギヤードモータ
８ブレーキベルト
９洗濯機外枠
１１蓋
１６蓋開閉検知手段
１９蓋ロック手段
２３回転位置検出手段
２３ａ、２３ｂ、２３ｃホールセンサ
２７電流検知手段
２８制御手段

Claims

洗濯機外枠内に弾性支持された水受け槽と、前記水受け槽内に回転自在に配設された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽の開口を覆う蓋と、前記洗濯兼脱水槽を駆動するモータと、前記モータのロータ回転位置を３つのホールセンサから検知する回転位置検出手段と、前記洗濯兼脱水槽の回転にブレーキをかけるブレーキ手段と、前記蓋を閉状態にてロックする蓋ロック手段と、前記モータ、前記ブレーキ手段、蓋ロック手段を制御し、洗い、すすぎ、脱水の一連の行程を逐次制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、ブレーキ制御中において、前記回転位置検出手段が検知する３つのホールセンサのエッジ間隔から前記モータの現在回転数を演算して、第１の所定回転数から第２の所定回転数に下がるまでの時間から減速加速度を演算し、前記減速加速度と検知可能な所定の回転数である最低検知回転数とから前記モータが停止するまでの時間である推定停止時間を推定し、前記最低検知回転数に到達後、前記推定停止時間および所定の待ち時間経過後に、前記蓋のロックを解除する洗濯機。
前記ブレーキ手段は、前記モータに減速トルクを発生させることで前記モータを減速させ、前記制御手段は、前記モータの減速加速度が一定になるようにモータトルクを制御する請求項１に記載の洗濯機。